JPH09328078A

JPH09328078A - 連結車両の操舵装置

Info

Publication number: JPH09328078A
Application number: JP14945796A
Authority: JP
Inventors: Hirota Susuki; 裕太須々木
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 1997-12-22
Anticipated expiration: 2016-06-11
Also published as: JP2985774B2

Abstract

(57)【要約】【課題】曲がり角を走行するときのトレーラの後端部
の外方への張り出しを防止し、かつ、確実に旋回半径を
小さくできる連結車両の操舵装置を提供すること。【解決手段】トラクタ１に連結されているトレーラ２
の後輪１１を操舵する連結車両の操舵装置１２におい
て、トラクタ１とトレーラ２との連結角θｃを検出する
連結角検出手段３ａと、連結角検出手段３ａにより検出
される連結角θｃが所定角度Ａ以上になると、トラクタ
１の走行距離Ｈの計測を開始する走行距離計測手段７
と、走行距離計測手段７により計測される走行距離Ｈが
所定距離Ｌに達したときに、トレーラ２の後輪１１を、
トラクタ１の前輪９の操舵方向と逆方向に、現在の連結
角θｃに比例した角度で操舵する制御手段２０とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連結車両の操舵装
置に関し、詳しくは、トレーラの後輪の操舵装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】トラクタとトレーラとからなる連結車両
においては、旋回時でのトラクタとトレーラの内輪差が
大きいので、曲り角等を走行する場合、トラクタは大回
りしなければならず、連結車両特有の運転技術を要し、
運転上の煩わしさがあった。そこで、実開平２−１２５
４８３号公報に、トラクタとトレーラとの連結角に応じ
てトレーラの後輪を操舵して、旋回時のトラクタとトレ
ーラの内輪差を少なくする連結車両の操舵装置が提案さ
れている。

【０００３】しかしながら、前述の操舵装置では、曲り
角を曲がるときにトレーラの後部が外方へ張り出すの
で、トレーラの側方に壁や隣接車両等の障害物が近接し
ていると、これにトレーラの後部が接触するという問題
点があった。そこで、実開平４−６７１８１号公報に、
トレーラの後輪を操舵しないノーマルモード、トレーラ
の後輪をトラクタの前輪の舵角に比例して操舵する前輪
舵角モード、トレーラの後輪を連結角に比例して操舵す
る連結角比例モード、トラクタの前端の走行軌跡をトレ
ーラの後端が追従する軌跡追従モードの各モードに応じ
て、トレーラの後輪を操舵する連結車両の操舵装置が提
案されている。また、実開平４−６７１８２号公報に、
トラクタの操舵角、車速、トラクタとトレーラとの連結
角及びトレーラの後輪の操舵角等からの信号に基づい
て、トレーラの後端がトラクタとトレーラとが連結され
る連結器の走行軌跡を追従するようにトレーラの後輪を
操舵する連結車両の操舵装置が提案されている。さら
に、実開平４−６７１８３号公報に、車速、ヨーレイト
センサ及び横加速度センサからの信号に基づいて、トラ
クタとトレーラの状態を検出し、トレーラの後端がトラ
クタの前端の走行軌跡を追従するようにトレーラの後輪
を操舵する連結車両の操舵装置が提案されている。

【０００４】これらの公報に記載された操舵装置では、
いずれも、トラクタの操舵角、車速、トラクタとトレー
ラとの連結角、トレーラの後輪の操舵角、ヨーレイトセ
ンサ及び横加速度センサ等からの信号に基づいて、トレ
ーラの後輪がトラクタの走行軌跡を追従する走行軌跡を
算出し、トレーラの後輪が算出された走行軌跡を追従す
るようにトレーラの後輪を常時操舵している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の各公
報に記載された連結車両の操舵装置では、旋回時のトレ
ーラの後輪の走行軌跡を算出する際に、実際のトラクタ
の走行軌跡と算出された走行軌跡との間に大きな誤差が
生じるので、トラクタの走行軌跡を追従することが困難
であり、実用性に乏しいという問題点がある。また、実
開平４−６７１８３号公報に記載された連結車両の操舵
装置では、低速旋回時にヨーレイトセンサ及び横加速度
センサの検出誤差が大きく、実際のトラクタの走行軌跡
と算出された走行軌跡との間に大きな誤差を生じてしま
い、算出された走行軌跡は、トラクタの走行軌跡と大き
く異なる。

【０００６】したがって、前述の操舵装置を使用した連
結車両では、曲り角を走行しているときに、トレーラの
後端部が外方へ張り出す現象や、旋回半径が大きくなる
等の現象が発生するおそれがあり、連結車両の運転を困
難にする問題点がある。

【０００７】よって、本発明の目的は、曲がり角を走行
するときのトレーラの後端部の外方への張り出しを防止
し、かつ、確実に旋回半径を小さくできる連結車両の操
舵装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、トラ
クタに連結されているトレーラの後輪を操舵する連結車
両の操舵装置において、トラクタとトレーラとの連結角
を検出する連結角検出手段と、連結角検出手段により検
出される連結角が所定角度以上になると、トラクタの走
行距離の計測を開始する走行距離計測手段と、走行距離
計測手段により計測される走行距離が所定距離に達した
ときに、トレーラの後輪を、トラクタの前輪の操舵方向
と逆方向に、現在の連結角に比例した角度で操舵する制
御手段とを備えた構成である。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１記載の連結車
両の操舵装置において、所定角度が、連結車両が曲り角
を走行するときのトラクタとトレーラとの連結角である
構成である。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の連結車両の操舵装置において、所定距離が、トラクタ
の後車軸からトレーラの後車軸までの距離と略同じ距離
である構成である。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１，２または３
記載の連結車両の操舵装置において、トレーラの後輪が
操舵されるときのトレーラの後輪舵角が、現在の連結角
と略同角度である構成である。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１にセミトレーラ式の連結車両の概略構成図
を示す。同図において、符号１はトラクタを、符号２は
トレーラをそれぞれ示す。トラクタ１とトレーラ２と
は、トレーラ２の連結ピン４をトラクタ１の第５輪式連
結器３に係合させることで互いに連結されている。第５
輪式連結器３には、トラクタ１とトレーラ２との連結角
θｃを検出する連結角検出手段としての連結角センサ３
ａが設けられている。連結角θｃは、トラクタ１の中心
線１ａとトレーラ２の中心線２ａとがなす角度である。

【００１３】トラクタ１に搭載されているトランスミッ
ション５には、トラクタ１が後退するときにオンする後
退検出スイッチ６と、後述するコントローラ２０からの
指令に基づいてトラクタ１の走行距離の計測を開始する
走行距離計測手段としての走行距離センサ７とがそれぞ
れ設けられている。走行距離センサ７は、このセンサ７
が計測した走行距離Ｈの信号を後述のコントローラ２０
に出力する。

【００１４】トラクタ１の運転席の近傍には、トレーラ
２の後輪１１を操舵する連結車両の後述の操舵装置１２
のオン／オフを選択する後輪操舵スイッチ８が配設され
ている。なお、図中、符号９，１０は、それぞれトラク
タ１の前輪及び後輪を示している。

【００１５】トレーラ２の後輪１１には、この後輪１１
をトレーラ２の中心線２ａに対して後輪舵角θｒとなる
ように操舵する操舵装置１２が接続されている。操舵装
置１２は、後輪１１のナックルアーム１３にロッド１４
を介して連結しているアクチュエータ１５と、このアク
チュエータ１５に圧油を供給する油圧ポンプ１６と、油
圧ポンプ１６からの圧油の方向を切り換え、アクチュエ
ータ１５を作動させる操舵モータ１７とから主に構成さ
れている。操舵モータ１７には、後輪１１の舵角を検出
する後輪舵角センサ１８が設けられている。図中、符号
Ｌは、トラクタ１とトレーラ２が直進状態、すなわち、
連結角θｃが０°であるときのトラクタ１の後輪１０ａ
の車軸からトレーラ２の後輪１１の車軸までのトレーラ
軸間距離を示す。

【００１６】図１，２に示すように、前述の連結角セン
サ３ａ、後退検出スイッチ６、走行距離センサ７、後輪
操舵スイッチ８、油圧ポンプ１６、操舵モータ１７及び
後輪舵角センサ１８は、操舵装置１２の動作を制御する
制御手段としてのコントローラ２０にそれぞれ接続され
ている。コントローラ２０は、連結角センサ３ａ、後退
検出スイッチ６、走行距離センサ７及び後輪操舵スイッ
チ８からそれぞれ入力される情報に基づいて、油圧ポン
プ１６及び操舵モータ１７に対して作動信号をそれぞれ
出力して、トレーラ２の後輪１１を操舵する。

【００１７】以下、図３に示すフローチャート及び図４
に示すトラクタ１とトレーラ２の曲がり角の走行時の概
略動作図を参照して、コントローラ２０によるトレーラ
２の後輪操舵制御について詳細に説明する。なお、トラ
クタ１とトレーラ２の左右旋回の動作は互いに反対の動
作であるので、本実施例では、右旋回の場合について説
明し、左旋回の動作の説明は省略する。

【００１８】まず、ステップａ１において、後退検出ス
イッチ６からの信号がコントローラ２０に入力された
後、ステップａ２へ進む。ステップａ２では、コントロ
ーラ２０が後退検出スイッチ６からの信号により後退検
出スイッチ６がオンしているかどうかを判別する。すな
わち、トラクタ１とトレーラ２が前進状態であるかを検
出する。後退検出スイッチ６がオフであればステップａ
３へ、後退検出スイッチ６がオンであればステップｂ１
へそれぞれ進む。

【００１９】ステップａ３において、後輪操舵スイッチ
８からの信号がコントローラ２０に入力された後、ステ
ップａ４へ進む。ステップａ４では、コントローラ２０
が後輪操舵スイッチ８からの信号により後輪操舵スイッ
チ８がオンしているかどうかを判別する。すなわち、ト
レーラ２の後輪操舵を行うか、あるいは行わないかを検
出する。これは、運転者による後輪操舵スイッチ８の操
作によって決定され、運転者が、トレーラ２の後輪操舵
を必要とする場合に後輪操舵スイッチ８をオンする。後
輪操舵スイッチ８がオンであればステップａ５へ、後輪
操舵スイッチ８がオフであればステップｂ１へそれぞれ
進む。

【００２０】ステップａ５において、連結角センサ３ａ
により検出される連結角θｃの信号がコントローラ２０
に入力された後、ステップａ６へ進む。ステップａ６で
は、コントローラ２０が連結角θｃの絶対値と所定角度
Ａとの大小を比較する。

【００２１】ここで、所定角度Ａについて説明する。所
定角度Ａは、トラクタ１とトレーラ２とが曲り角を走行
するときのトラクタ１とトレーラ２とが成す連結角の角
度であり、トラクタ１とトレーラ２が曲り角を曲がろう
としていることを検出するためのものである。すなわ
ち、トラクタ１とトレーラ２が曲り角を曲がる場合に
は、連結角θｃは必ず所定角度Ａ以上になるので、連結
角θｃが所定角度以上となったことを検出することによ
り、トラクタ１とトレーラ２が曲り角を曲がることを検
出することができる。したがって、このステップａ６に
おいて、連結角θｃの絶対値が所定角度Ａ以上となった
場合、すなわち、トラクタ１とトレーラ２が曲り角を曲
がり始めた場合にはステップａ６へ進み、連結角θｃの
絶対値が所定角度Ａ未満である場合にはステップａ５へ
戻る。ステップａ６において、連結角θｃの絶対値が所
定角度Ａ以上となったトラクタ１とトレーラ２の状態を
図４中、符号Ｔ１で示す。

【００２２】ステップａ７では、油圧ポンプ１６を作動
して、トレーラ２の後輪１１の操舵を行うための油圧を
発生させる。この後、ステップａ８へ進み、このステッ
プａ８では、コントローラ２０が、トラクタ１とトレー
ラ２が曲り角を曲がり始めたことを確認すると、走行距
離センサ７に走行距離計測開始の信号を出力する。この
信号によって、走行距離センサ７がトラクタ１の走行距
離の計測を開始する。この後、ステップａ９へ進む。

【００２３】ステップａ９において、走行距離センサ７
により計測される走行距離Ｈの信号がコントローラ２０
に入力された後、ステップａ１０へ進み、ステップａ１
０では、コントローラ２０が走行距離Ｈとトレーラ軸間
距離Ｌとが等しくなったかどうかを比較する。走行距離
Ｈとトレーラ軸間距離Ｌとが等しくなった場合、すなわ
ち、トラクタ１がトレーラ軸間距離Ｌに相当する距離を
走行した場合にステップａ１１へ進み、走行距離Ｈとト
レーラ軸間距離Ｌとが等しくない場合にはステップａ９
へ戻る。ステップａ１１では、再度、連結角センサ３ａ
により検出される連結角θｃの信号をコントローラ２０
に入力して、ステップａ１２へ進む。

【００２４】ステップａ１２では、次式により算出され
る後輪舵角θｒに基づいて、操舵装置１２を作動し、ト
レーラ２の後輪１１を操舵し、ステップａ１３へ進む。 θｒ＝Ｋ・Ｈ×θｃここで、トレーラ２の後輪１１の後輪舵角θｒについて
説明する。後輪舵角θｒは、連結角θｃに比例した角度
であり、その係数はトレーラ後輪操舵係数Ｋと走行距離
Ｈとの積により設定されている。係数Ｋ・Ｈと走行距離
Ｈとの関係を示す特性線図を図５に示す。同図におい
て、係数Ｋ・Ｈの特性線Ｇは、曲り角を曲がり始めたと
きからトレーラ軸間距離Ｌに相当する距離を走行した
後、１．０となり、曲り角を曲がり終えたときに０とな
る。実質的には、トレーラ軸間距離Ｌに相当する距離を
走行したときから後輪舵角θｒが連結角θｃと略等しく
なるようにトレーラ２の後輪１１が操舵される。

【００２５】ステップａ１２における操舵装置１２の動
作について詳述すると、コントローラ２０からの信号に
よって、操舵モータ１７は、所定方向に回転して、油圧
ポンプ１６からの圧油の方向を切り換えるとともに、ア
クチュエータ１５を作動する。アクチュエータ１５は、
ロッド１４を車両前方に向かって引張り、後輪１１をト
レーラ２に対して左向きに操舵する。この場合、トレー
ラ２の後輪１１は、旋回半径を小さくするためにトラク
タ１の前輪９に対して逆向きに操舵される。ステップａ
１０からステップａ１２までの動作を示すトラクタ１と
トレーラ２の状態を図４中、符号Ｔ２で示す。

【００２６】ステップａ１３では、後輪舵角センサ１８
により後輪舵角θｒを検出し、この後輪舵角θｒが連結
角θｃと等しくなったかどうかを比較する。後輪舵角θ
ｒが連結角θｃと等しくなった場合には、ステップａ１
４へ進み、後輪舵角θｒが連結角θｃと等しくならない
場合には、ステップａ１２へ戻り、フィードバック制御
を行う。

【００２７】ステップａ１４では、連結角θｃが０°と
なったかどうかを検出する、すなわち、トラクタ１とト
レーラ２とが曲り角を曲がり終えて直進状態に戻ったか
を検出する。連結角θｃが０°となれば、ステップａ１
５へ進み、連結角θｃが０°でなければ、ステップａ１
１へ戻る。ステップａ１４において、トラクタ１とトレ
ーラ２とが曲り角を曲がり終えて直進状態に戻った状態
を図４中、符号Ｔ３で示す。

【００２８】ステップａ１５では、油圧ポンプ１６を停
止して、トレーラ２の後輪１１の操舵のための油圧発生
を中断する。これで、一連のトレーラ２の後輪操舵制御
が終了し、リターンへ進む。

【００２９】一方、ステップｂ１では、油圧ポンプ１６
を作動して、トレーラ２の後輪１１の操舵を行うための
油圧を発生させる。この後、ステップｂ２へ進み、この
ステップｂ２では、操舵装置１２を作動して、後輪舵角
θｒが０°となるようにトレーラ２の後輪１１を操舵
し、ステップｂ３へ進む。これは、後退する場合や後輪
操舵を行わない場合には、トレーラ２の後輪１１を通常
の状態に固定するためである。

【００３０】ステップｂ３では、連結角θｒが０°とな
ったかどうかを検出して、トレーラ２の後輪１１が通常
の直進状態であるかを確認する。連結角θｒが０°であ
れば、ステップａ１５へ進み、連結角θｒが０°でなけ
れば、ステップｂ２へ戻り、フィードバック制御を行
う。

【００３１】以上説明したように、本実施例では、連結
角θｃと走行距離Ｈのみに基づいてトレーラ２の後輪操
舵を行っているので、トレーラの後輪の走行軌跡を算出
する必要がない。よって、トレーラの後輪が安定した走
行を行い、走行軌跡が安定する。また、トレーラの後輪
操舵をトラクタがトレーラ軸間距離Ｌに相当する距離だ
け走行した後に行うので、トレーラの後端部が外方へ張
り出す現象や、旋回半径が大きくなる等の現象が防止さ
れる。したがって、曲がり角を走行するときに、トレー
ラ２の側方に壁や隣接車両等の障害物が近接していて
も、トレーラ２の後部の張り出しや旋回半径が大きくな
ることが抑制されるので、これらに対するトレーラ２の
後部の接触を防止することができる。

【００３２】前述の実施例では、走行距離センサ７によ
ってトラクタ１の走行距離の計測を行っていたが、トラ
クタ１の走行距離を計測するオドメータからの走行距離
の信号をコントローラ２０に入力し、コントローラ２０
内で、オドメータからの走行距離の信号に基づいて、ト
ラクタ１とトレーラ２が曲り角を曲がり始めたときから
のトラクタ１の走行距離の計測を行っても良い。また、
トレーラ２の後輪操舵を、トラクタ１とトレーラ２が曲
り角を曲がり始めたときからトレーラ軸間距離Ｌに相当
する距離を走行した後、開始したが、トレーラ軸間距離
Ｌでなくトレーラ２の連結ピン４から後輪１１の車軸ま
での距離としても、前述の実施例と略同様の効果を得る
ことができる。さらに、トレーラの後輪が操舵されると
きのトレーラの後輪舵角を、θｒ＝Ｋ・Ｈ×θｃの式に
基づいて、実質的に、トレーラの後輪舵角を行うときの
連結角θｃと略等しくなるように設定していたが、必要
に応じてトレーラ後輪操舵係数Ｋを変化しても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、トレーラの後輪を、連結角が所定角度以上にな
ってから所定距離を走行した後、トラクタの前輪の操舵
方向と逆方向に現在の連結角に比例した角度で操舵する
ので、トレーラの後輪操舵が開始されてからは、トレー
ラの後輪がトラクタの走行軌跡を追従する。したがっ
て、トレーラの後端部が外方へ張り出す現象や、旋回半
径が大きくなる等の現象が防止されて、曲がり角を走行
するときに、トレーラの側方に壁や隣接車両等の障害物
が近接していても、トレーラの後部の張り出しや旋回半
径が大きくなることが抑制され、これらに対するトレー
ラの後部の接触を防止することができるとともに、小回
り性を向上することができる。また、連結角と走行距離
に基づいて、トレーラの後輪舵角を決定し、トレーラの
後輪操舵を行っているので、トレーラの後輪の走行軌跡
を算出する必要がなく、トレーラの後輪は安定した走行
軌跡を描く。よって、連結車両の運転が容易になる。

【００３４】請求項２の発明によれば、トラクタの走行
距離の計測を開始するためのトラクタとトレーラとの連
結角が、連結車両が曲り角を走行するときのトラクタと
トレーラとの連結角であるので、曲がり角を曲がるとき
のみ、トレーラの後輪操舵が行われる。よって、運転者
は、特別な操作をすることなく、トラクタとトレーラを
運転することができる。

【００３５】請求項３の発明によれば、トラクタとトレ
ーラとの連結角が所定角度以上になってからトレーラの
後輪の操舵を開始するまでの所定距離が、トラクタの後
車軸からトレーラの後車軸までの距離と略同じ距離であ
るので、トレーラを効率良く小回りすることができる。

【００３６】請求項４の発明によれば、トレーラの後輪
が操舵されるときのトレーラの後輪舵角が、現在の連結
角と略同角度であるので、トレーラを効率良く小回りす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す連結車両の概略構成図
である。

【図２】制御手段の入出力を示すブロック図である。

【図３】トレーラの後輪操舵の制御フローチャート図で
ある。

【図４】トラクタとトレーラが曲がり角を走行するとき
の概略動作図である。

【図５】係数Ｋ・Ｈと走行距離Ｈとの関係を示す特性線
図である。

【符号の説明】

１トラクタ２トレーラ３ａ連結角センサ６後退検出スイッチ７走行距離センサ８後輪操舵スイッチ９トラクタの前輪１０トラクタの後輪１１トレーラの後輪１２操舵装置１６油圧ポンプ１７操舵モータ１８後輪舵角センサ２０コントローラ θｃ連結角 θｒ後輪舵角Ａ所定角度Ｌトレーラ軸間距離Ｋトレーラ後輪操舵係数Ｈ走行距離

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トラクタに連結されているトレーラの後輪
を操舵する連結車両の操舵装置において、上記トラクタと上記トレーラとの連結角を検出する連結
角検出手段と、上記連結角検出手段により検出される連結角が所定角度
以上になると、上記トラクタの走行距離の計測を開始す
る走行距離計測手段と、上記走行距離計測手段により計測される走行距離が所定
距離に達したときに、上記トレーラの後輪を、上記トラ
クタの前輪の操舵方向と逆方向に、現在の上記連結角に
比例した角度で操舵する制御手段と、を備えたことを特徴とする連結車両の操舵装置。
【請求項２】上記所定角度が、上記連結車両が曲り角を
走行するときの上記トラクタと上記トレーラとの連結角
であることを特徴とする請求項１記載の連結車両の操舵
装置。
【請求項３】上記所定距離が、上記トラクタの後車軸か
ら上記トレーラの後車軸までの距離と略同じ距離である
ことを特徴とする請求項１または２記載の連結車両の操
舵装置。
【請求項４】上記トレーラの後輪が操舵されるときの上
記トレーラの後輪舵角が、現在の上記連結角と略同角度
であることを特徴とする請求項１，２または３記載の連
結車両の操舵装置。